高中物理教学论文 究式教学与物理教学的升华-在单摆教学中的实际应用.doc

究式教学与物理教学的升华-在单摆教学中的实际应用摘要：在现代教育思想的指导下，要求教师在使学生们获取新知的同时，更要注重让他们通过课程的学习在个人的能力方面有所提高。基于这样的原因，探究式教学已经逐渐地成为一些实验科学，特别是物理学科教学的主流方法。 本文就是在对探究式教学的基础理论进行了一定理解后，重点地针对高一年级学生的心理和学习特点，阐释如何更好的将探究式教学应用于高中物理课堂，提高教学效果。 并同时进行了相关的教学实践活动，以单摆一课为例，在高一年级尝试进行了探究式教学。通过课后对学生知识掌握和能力提高两份问卷的调查、分析，进一步的肯定了探究式教学在物理教学中所发挥的巨大作用。关键词：探究式教学、教学方法、单摆、高中学生的特点一、 引言目前，在高中阶段的课堂教学中，急需改善和加强的内容就是怎样才能够使学生们更加积极、主动地参加到教学活动中来，充分地调动学生们的聪明才智，挖掘他们自身的创造潜能，从而使他们真正地成为学习的主人。而通过探究式教学正可以使高中生们从每天紧张、忙碌的学习生活中体会到获取知识的乐趣，使他们在获得自信的同时，更注重培养了他们正确的思维方式和创造能力。显然，探究式教学已在当今的教学活动中担当了十分重要的角色；而由于物理本身就是一门实验科学，物理学中许多抽象的物理概念、物理规律都是在对具体物理现象的观察、对物理实验的分析总结的基础上归纳、提炼出来的，这就更突显了探究式教学在物理学科课堂教学中的重要性。针对这样一门与实际现象紧密相连的学科，在教学活动当中，如果一切的知识、结论仍旧由教师讲解、提出；而只让学生们机械地去接受、记忆，这样不但限制了学生的思维能力和探索能力的发展；而且最终的教学效果也会大打折扣。因此，可以说探究式教学已经或正在成为物理学科教学方法的主流。 二、 探究式教学的理论基础（一）探究式教学的内涵 所谓探究式教学是指教师在教学过程中帮助学生自己进行知识的构建，引导学生自己去认识和发现问题，激励学生积极动手、动脑，通过这种教学模式引导学生主动学习物理概念和规律，了解科学方法，获取科学知识，培养学生热爱自然、理解自然的情感以及对科学的探索兴趣，逐步树立科学创新精神。（二）探究式教学的模式 探究式教学模式是教师根据学生的认知水平和已有的知识基础精心创设课堂教学情境，启发、引导学生充分参与、主动探究、解决问题、共同提高的一个过程，是情境化的教学组织形式。其探究模式应依据科学探究的教学内容来设计，主要有以下4种形式：1教师引导下的探究性学习的教学模式；2分工或分层进行的探究性学习的教学模式；3小组合作式的探究性学习的教学模式；4完全开放式的探究性学习的教学模式。（三）探究式教学模式的理论依据1在美国心理学家布鲁纳的“发现学习”的教学思想中，他认为，发现不仅限于寻求人类尚未知晓的事物，确切地说它包括用自己的头脑亲自获得知识的一切形式。他主张在教学过程中学生应在教师的启发下，围绕一定的问题，通过积极的思维活动，亲自地探索和主动地研究，使自己成为一个“发现者”。他要求教师培养学生的直觉思维，强调学生要大胆地猜测，这也是创新思维能力和科学研究方法的培养过程。2皮亚杰提出的“知识源于行动”和“认识发生于主、客体之间的相互作用” 的观点，他提出：让学生在活动中学习是学生教育的最高原则，只有他们自己具体地和自发地参与各种活动，才能形成他们自己的假设，并给予相对合理的证实和否定，这也叫“活动法”教学观点。 3物理学科的特点决定了以该种模式教学的优越性。观察和实验是研究物理学的基础，没有演示和实验就等于没有自然科学的教学，离开了实验研究的自然科学教学不可能是高质量的。实验探究模式的目标为：培养学生的发散思维能力和创新精神是核心。其次是培养学生的能力、操作能力、勇于探索的意志力、实事求是的科学态度及共同协作的良好习惯。而学生在探索活动中,创造性思维活动的产生、维持、深化无不需要教师的点拨和启发。三、 针对于高一阶段学生的特点，探究式教学在教学中发挥的作用（一）通过教学方法的转变，克服学生对物理学习的恐惧心理 刚刚进入高中，不少的学生都反映：高中的物理难！诚然，高中物理与初中物理相比，不论是在知识的难易程度上，还是在对学生学习能力的要求上，都存在着质的飞跃。很多成绩不很理想的学生说：“知识我都会，就是老用不对，还特别容易忘！”这就说明他们所谓的知识都会了，其实只是停留在一个很低的层次上。事实上，他们对于所学的知识了解的还不深刻，掌握的也还不全面。因此，教师在教学的过程当中不能操之过急，决不能为了赶进度而忽视了教学效果。而应该适当的放慢进度，让学生们真正的能够理解他们所学习的每一个物理概念以及物理规律的含义。而物理知识所具有的一个共同的特点就是抽象。高一的学生刚刚升入高中，他们最大的弱点也正是抽象思维的能力比较差。但是无论是多么抽象、难懂的概念、规律，它们的提出也都是在科学家们长期的实验和探索的结果下产生的。因此，在突破学生学习物理的这个难点上，我们一定要抓住物理学科这个独特的学科特色，就是实验探究。换句话说，如果教师让学生们通过自己的探索研究把某个物理知识点挖掘出来，他们就一定不会再觉得这个知识点抽象、难懂了，并且记忆的也会十分地深刻和牢固；与此同时又培养了他们自己分析和研究问题的能力、增强了自信心找到了物理学习的乐趣。由此看来，探究式教学在高一的物理教学中占据着举足轻重的地位。（二）运用探究式教学有助于学生养成正确的物理学习习惯 高一年级的学生由于刚刚开始一个新的阶段的学习，使得他们还没有一套自己的学习方法。因此，此时教师引领他们使用什么样的学习方式对他们的影响是非常大的。很可能成为他们日后学习物理的学习习惯。因此通过探究式教学使学生们养成多问“为什么”、爱动手、爱思考的习惯，对日后的物理学习大有帮助。（三）探究式教学可以引导学生张扬个性学生们采取的自主学习的主要辅助手段都是教学辅导参考用书、大批量的习题集。做题对答案做题成为大多数学生的主要学习方法，忽视了对学习过程和质量的反思。这种无个性的学习策略，成为阻碍学生脱颖而出的障碍。而探究式学习，通过学生们自己的探索和研究使个性得到充分的发挥，张扬了个性。（四）探究式教学可以培养学生们的合作意识并增强竞争意识 受时代的影响，当今高一的学生1.都具有较强的主见性。对问题都有自己独立的见解，能够积极地参与到学习交流活中来。这点对于探究式教学的实施是极为有利的。2.对知识的获取不再只是通过学校的教学活动。与所处的时代和开放的教育背景相符信息时代，今天，知识的传播途径已非学校教育所唯一，各种媒体为学生们获取知识带来便利，对同一个问题可以有很多种不同的解释。在与比课本更丰富、更生动的信息载体的接触，使他们的知识面越来越广，这也对探究式教学的实施有所帮助。3合作意识差。现在高一的学生在学习上缺乏取长补短、优势互补的合作意识；在日常学习中，缺乏学习热情和竞争意识。而探究式教学的实施，给他们创造了合作学习的机会同桌交流、小组讨论、相互分工集体参与等各种不同形式的共同学习，使学生们充分认识到同学之间既是学习的伙伴又是竞争的对手。四、 探究式教学对教师的要求进行探究教学不单纯是一种教学方法，而应是教师教学观的一种实际运用。探究式教学对教师的教学能力提出了更高的要求，要求教师在教学活动中要进行角色转换。 一种新的教学方法的实施关键是要确立新的教学观念，师生各自找准自己新的位置。在以往的教学中，教师总会或多或少地出现一些以教带学的包办代替现象，总是过低的估计学生，过高地估计自己。（一）首先教师应该树立正确的教师观教师要由知识传授型向构建知识的引领者、参与者转变。不能用教师的教来替代学生的学，教师不能总是居高临下，以评判者的身份出现，要能以普通一员的身份参加到学生的学习活动中去。（二）要树立正确的学生观对待学生首先应该把他们视为是一个个活生生的人，他们是有血有肉有灵魂有思想的。教师在备课时要多考虑一下学生，不要总把自己的思维方式，强加给学生，把学生视为接收器，要求全班几十个学生一、二、一齐步走，全部格式化。要重视学生是如何学习的，随时掌握他们在探究活动中是怎么想的，是如何做的。遇到什么困难、需要什么样的帮助。有了什么新的发现，如何加强引领指导。面向全体要一视同仁，个性发展要精心呵护。教学中师生应相互接纳、赞赏、分享和互助。（三）要树立正确的教材观教师要正确地对待教材，并学会使用教材，而不要被教材所束缚。要用教材教，而不要教教材。 “照本宣科”地教书往往会事倍功半。五、 实践的实施过程下面，以单摆一课为例，我们尝试了如何通过探究式教学，收到既完成单摆的教学目标又培养学生的科学素质，这样一个“一矢二鸟”的教学效果。（一）课程内容分析1教材分析：单摆是高中物理第二册第一章第四节的内容，共一课时。属于机械振动部分。机械振动广泛地存在于自然现象和生产活动中，它不仅仅是力学的一个重要的组成部分,而且还是学习机械波、声学、电磁振荡等内容的基础，起着承上启下的作用。2教学重点：让学生参与知识的获得过程，实现布鲁纳提出的“让学生象物理学家那样去思考物理”。更重要的是体验物理规律的发现过程，提高他们的动手、动脑能力，体会科学中探究问题的方法，从而达到培养科学素质的最终目的。3教学目标：.能力目标：推理能力、实验能力、分析能力、归纳总结能力、发散思维能力以及创新精神的培养。了解“猜想-设计- 实验-分析-思考-总结”这样一个探究物理问题的科学方法。.知识目标：理解单摆(较小时)的运动是一种简谐运动，并体会到物理学中常用的近似的方法。理解单摆(较小时)的周期与振幅、摆球质量、摆长和当地的关系。.德育目标：大胆怀疑、大胆猜测、大胆探索的创新精神。使学生体会到科学探究的乐趣，以及科学探究在整个科学发展中的重要性。.教具：计算机、投影仪、实验用具（教师根据学生的设计实验，为他们提供他们所需要的实验仪器）（二）教学方法1教法：本课的教学模式用“小组合作式的探究式教学模式”进行主要的教学活动，以学生的小组合作实验为主体，而教师的启发式教学贯穿始终。2学法：在“授人以渔”的素质教育思想指导下，学习和探究方法的渗透是主要目标，因此本课的进行过程中应指导学生：重视现象、重视过程、重视观察、重创造、重发现。教育学家巴班斯基说：“教育的进行过程同样能激发和提高认识的兴趣，这样的课堂教学才可以认为是最有成效的。”（三）教学过程教学流程图如下：1、 提出问题(1) 理论指导：问题的提出是整个探究式教学过程中的一个基础环节。为了能够更好的展开探究活动，问题的提出是十分关键的。为了引导学生提出问题，教师可以： 创设问题情景，让学生产生各种疑问和猜想.。成功的教学不是强制的学习，不是我让你学，你就得学，我讲什么你就得听什么。教师要根据自己的教学内容，学生的认知能力及教师自身优势，扬长避短、因地制宜、千方百计地创设学习情境。激发学生的学习兴趣，让学生产生好奇、产生探究知识的欲望。使学生在自己的头脑中产生疑问，这样才能真正地激发他们求知的欲望。创设情境的方法有很多，提出问题的角度也是各有不同，如实验演示、讲故事、看录相，无论采用何种方式，关键在于要在学生们的头脑中产生知与不知的矛盾，建立求知的渴望，激发他们对探究活动的兴趣，点燃思维的火花，形成积极主动地探究式学习。 鼓励学生们提出问题。要在教学活动中有意识鼓励学生大胆地提出问题，即使学生提出的问题是幼稚的甚至是错误的，也要对学生积极提出问题的态度给予肯定和表扬，绝对不能讽刺、挖苦学生。 提供必要的背景知识，帮助学生提出问题。受到年龄和知识面的限制，学生对有些知识知道的很少，这时就需要教师提供必要的背景知识。例如：在讲“照相机原理”时，由于现在的学生接触的大多是“傻瓜型”的照相机，多数学生都没有见过变焦相机。这时，让学生们提问题是有困难的。因此，当教师给学生们补充了“光圈”、 “调焦环”、“景深”、“滤光镜”、“变焦镜头”、“叶片式和卷帘式快门”等知识后，再让学生提出问题，很多同学就会显得很踊跃了。 积极引导、诱发学生提出问题。教学过程是复杂多变的，不仅需要教师精心创设的问题情境。还需要教师的引导对学生提出的若干问题进行归纳，引导出本节课要解决的知识上来。 适当“留白”。所谓“留白”，就是对教材的解释不要面面俱到，要给学生的思考和尝试留有余地。（2）实践展开：本节课是在学生们对单摆这个简单的物理模型已经具备了一定的理解之后展开的。他们已经通过对单摆的受力分析和运动轨迹的简单分析和理解，知道单摆本身是一个简单的简谐运动。教师可利用讲故事创设情景的方式引导学生们提出本节课的研究问题。*教师引言：在1583年的一天，伽利略在比萨大教堂做弥撒，他用自己的脉搏测定了天花板上来回摆动的大灯的摆动周期，这使他惊奇地发现，尽管大灯每次摆动的幅度越来越小,但每次摆动所持续的时间却准确相等。这是为什么呢？单摆的周期总是保持相等。*学生提问：单摆的运动T与什么因素有关？2、猜想(1)理论指导：让学生充分的猜，并要求说出这样猜的理由猜想并不是无目的、无根据地瞎猜，必须进行科学的猜想有些内容学生比较熟悉很容易猜想出，有些内容学生知道的很少，这时也需要教师积极地引导。（2）实践展开：教师在这个环节可以让学生们分组假设、猜想。对于没有思路的小组，教师可适当给予提示。猜想的因素大致包括：摆球的质量m 摆角 摆长L 重力加速度g 3、制定计划与设计实验（1）理论指导：要让学生制定好计划做好实验准备，包括器材、过程(表格)这一过程中一方面要体现科学家进行科学研究的思想和方法，更重要的是使学生做事目的明确，带着问题去研究。学生把设计的方案提出后能得到教师和同学的认可从而张扬了个性，会充满自信心。设计实验是一个创造的过程,是探究中很重要的一个环节，直接影响到探究的结果一般的做法是，先放手让学生大胆地去设计，小组之间、组与组之间讨论方案的可行性，哪组设计的方案好，对确实设计有困难的教师加以积极地引导。（2）实践展开：学生们根据自己的猜想和假设，考虑如何使其它因素保持不变，而只改变这个因素，以观察这个变量对周期的影响。并设计出相关的实验，向老师索取他们需要的实验器材。开始实验。教师在学生分组实验时进行查看，对新颖的思路给予肯定和表扬，并对不准确地实验进行适当提示和纠正。（3）实验方案：课堂气氛十分活跃，大部分同学积极参加到探究活动中来。他们设计的实验归纳如下：关于摆球质量的影响：固定摆线长L,摆角10，其他外界条件均相同，而选择直径完全相同而质量不同的小球，各测量20次。关于摆角的影响选定几个固定的摆角，5、8、10、30、45、和60，其他条件相同分别测量20次。关于摆长的影响，条件不变，而使摆长分别取几个不同的值， 分别测量20次。关于重力加速度的影响：其他条件不变而只改变重力加速度的大小大部分同学选择了这样的方法：在铁质的摆球下放一块大磁铁使单摆振动受到影响。对这一问题，学生们认为磁铁的吸引“加强了重力的作用”，使摆球超重，等效于增大重力加速度g。教师这时应对采取这样方法的小组，提出问题这时的加速度恒定吗？学生们经过研究知道，磁铁的作用相当于加强了在重力方向对摆球的作用，等效于给摆球附加了一个加速度。但不是恒定的加速度，因为条形磁铁提供的磁场并不是匀强磁场，故只能说磁铁使单摆振动中的g发生了变化。关于这一点教师一定要引导学生考虑清楚。4进行实验与收集证据（1）理论指导：这一过程中是学生直接对所学知识的验证和基本技能的体现。（2）实践展开：在本实验中学生们大多是取列表的形式整理和分析数据，讨论一个变量对整个运动的影响问题，利用图表的形式来分析是一种且易行的方法。如，在研究摆角对周期影响的实验中，学生做了这样的数据分析：当摆角较大时：摆角次数时间周期302029.5s1.23s3044.5s452030s1.508s3045.5s602031s1.567s3046s他们发现在摆角较大时，摆角对周期有较大的影响，但他们并没有轻易得出结论，而是继续验证小角度的问题当摆角较小时：摆角次数时间周期202029.7s1.48253044.4s102029.4s1.4813044.1s52030s1.4833044.7s最后，发现当摆角较小时，对T是没有影响的，从而通过数据分析得出了周密的结论。5分析、论证和评估（1）理论指导：只有对所进行的实验和数据进行分析和论证才能获取知识得出科学规律，这是从动手实践上升到建立理论的思维过程。我们注重了培养学生分析处理实验数据的能力，以及如何从许多看似无联系的数据中找出共性，总结出规律性的东西而做好评估，可以完善探究活动，使其深入因为在探究过程中，个别学生得到的数据或结论往往是片面的，而让学生通过分工协作，使他们互通有无，加强了学生间的友好相处的心态，对形成完整的知识结构和为日后的发展奠定下良好的基础。 （2）实践展开：让学生们分组进行总结性的发言，在每组发言结束后教师对该组的优、缺点进行客观、科学的点评。6交流与合作、系统性总结（1）理论指导：交流与合作能使学生养成良好的学习习惯：具有团队精神，探究中必须合作。课堂教学中，我们注重了创造性思维的开发和创造能力的培养。同时深化了对创造原理的渗透，重视了学生间的交流与合作。以新教材为依托，引线搭桥，充分调动教师、学生的积极性，挖掘新的课程资源，使知识像滚雪球一样发展。（2）实践展开：在学生们自己总结归纳中他们已经知道了在假设的四个因素中，摆球质量和较小的摆角是对单摆周期没有影响的因素，而有影响的因素只有摆长L和重力加速度g。可以将全班分成两个大组，每个大组又由原来的若干个小组组成，分头研究L和g对周期的影响。然后将各个组的数据由学生自己输入教师机，根据所测得的数据描绘出T-L和T-g变化曲线。交流与合作虽然贯穿在整个探究式教学活动当中，之前是小组中的合作；当总结活动开始后，探究式教学变成为了全班同学共同合作、提高的学习活动了。探究教学是在教师引导下，学生自主参与的、创造性的、探究学习过程，对学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的教育具有综合功能，所以课堂上我们尽量采用探究教学，在探究中通过教师为学生创设问题情境，或引导学生回忆自己创设问题情境，引导学生从生活走向物理。老师既要有能力把问题简明地阐述清楚，同时也要有能力引导学生去探索，去自主学习如果总是对学生不放心、不放手，不培养学生的自主、合作学习能力，反而包办代替，学生很难学会.六、 分析和讨论（一）问卷内容的相关分析 该问卷（见附录）由两部分组成。第一部分是用来考察学生在上完本节课后对单摆周期的基本知识的掌握情况；第二部分则是为了调查、统计学生对这种新教学方法的主观评价以及通过这节课他们在能力培养上的收获。 1首先，在问卷一中，我们通过5道题对单摆问题的基本知识进行了全面、细致的考查。分析结果使我们惊奇地发现参与了探究式教学的班级答题的正确率要高于未开展该教学活动的班级。尤其是在4、5两题（关于单摆周期的问题）他们的优势就更加的明显了。对于周期的影响，他们不再是死记这个公式了，而是通过探究活动清晰地掌握了这个公式的实际物理意义。这说明应用探究式教学后，学生通过自己动手、自己思考，使他们对于知识的理解更加的深入、对于公式、规律的记忆也更加深刻了。 2.在问卷二中，我们发